專利名稱：一種電力系統(tǒng)有源消雷保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種防雷保護(hù)設(shè)施，特別是對(duì)現(xiàn)代化電力系統(tǒng)的500千伏至10千伏的發(fā)電廠，變電站，配電站，輸電線路，配電線路等被保護(hù)物的防雷保護(hù)設(shè)施。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行的傳統(tǒng)防雷保護(hù)設(shè)施主要有富蘭克林避雷針，避雷線，避雷帶等都是利用引雷原理而設(shè)計(jì)的一種不太可靠的防雷設(shè)施。它們都難以避免自然界的相當(dāng)一部分很強(qiáng)烈地直接雷擊及所有被保護(hù)物遭受直接雷擊以后的反擊電壓，跨步電壓，感應(yīng)電壓，熱的和力的破壞作用。而且傳統(tǒng)避雷設(shè)施的基建投資高，維護(hù)費(fèi)用大，保護(hù)范圍小，既是在地皮表面上的保護(hù)范圍也不超過(guò)避雷針安裝高度的1.5倍。
本實(shí)用新型的目的是提供一種現(xiàn)代化電力系統(tǒng)專用的有源消雷保護(hù)裝置。本裝置能夠把目前所有的各種消雷裝置(消雷器)的消雷效果提高到最大限度，能滿足超高壓(500千伏)，特高壓(1000千伏)輸變電防雷技術(shù)的最新需要。
本有源消雷保護(hù)裝置主要由直流電壓發(fā)生器及其附件或交流電壓發(fā)生器及其附件，電暈針，電位針，連接管等部件組裝成多種型式(或多種形狀和結(jié)構(gòu))的空間消雷陣列。
上述消雷陣列又可以按照不同形狀的幾何圖形和不同排列組合方法固定在多種不同結(jié)構(gòu)形狀的整體支座上與一個(gè)或多個(gè)直流電源發(fā)生器及其附件(或一個(gè)或多個(gè)交流電源發(fā)生器及其附件)用導(dǎo)線聯(lián)接在一起構(gòu)成一套完整的有源消雷保護(hù)裝置。
上述有源消雷保護(hù)裝置的電暈針，電位針用導(dǎo)體材料制成，聯(lián)接管及整體支座可以用非導(dǎo)體材料制成亦可以用導(dǎo)體材料制成，視不同用途和安裝條件的需要而定。
上述電力系統(tǒng)有源消雷保護(hù)裝置的聯(lián)接管用非導(dǎo)體材料制造成組裝時(shí)，亦可以用導(dǎo)體材料制成，其聯(lián)接管內(nèi)部必須裝有滿足一定技術(shù)條件的半導(dǎo)體元件等相配合。本裝置的電暈針的滿足一定技術(shù)條件的半導(dǎo)體元件等相配合。本裝置的電暈針的針尖為園錐型，錐角不得大于7.5度。針桿為園柱形，其主要作用是在雷云電場(chǎng)作用下產(chǎn)生沖擊電暈。
上述有源消雷保護(hù)裝置的電位針的針桿為園管形(或園柱形)，針桿兩端加工有外螺紋供電暈針，聯(lián)接管，整體支座等組裝時(shí)互相螺接使用。該電位針的主要作用是改善雷云電場(chǎng)在本裝置附近上方空間的分布狀態(tài)。電位針上端螺接一個(gè)聯(lián)接管，聯(lián)接管上端螺接一個(gè)導(dǎo)體臺(tái)座，臺(tái)座之上螺接1至181根電暈針。
上述電暈針的全部針尖可以處在同一個(gè)形狀的曲面之上或同一個(gè)高度的水平面上，設(shè)計(jì)時(shí)采用何種曲面視現(xiàn)場(chǎng)需要而定。
上述由1至156根電位針和1至181根電暈針等部件組成的多種型式消雷針以多種幾何形狀，多種順序及多種排列方法組合排列并一一螺接在整體支座上，可以成為一行或數(shù)行，也可以排列成其他形狀的多種組合排列方式。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)方案均能達(dá)到以下效果1、能使得本消雷裝置上方空間約600米(或6.7Im米，Im代表雷擊電流的幅值千安數(shù))的消雷范圍以內(nèi)的雷云電場(chǎng)強(qiáng)度分布狀態(tài)變得均勻平滑，基本上沒(méi)有局部電場(chǎng)奇變，從而使得消雷針陣列附近空間內(nèi)不產(chǎn)生向上發(fā)展的雷電先導(dǎo)。
2、由于本有源消雷保護(hù)裝置設(shè)置了較多的電暈針，從而極大的加強(qiáng)了雷云較低時(shí)在本裝置的空間陣列尖端上的沖擊膜狀電暈效果，從而使得在消雷范圍以內(nèi)的空氣電介質(zhì)的擊穿電壓大幅度地提高，這樣在消雷范圍內(nèi)就不容易發(fā)生雷云電壓的擊穿現(xiàn)象。
3、由于本有源消雷裝置空間陣列上各個(gè)尖端附近的空氣電離作用的加強(qiáng)和電暈點(diǎn)電源的增多，使得與雷云電荷相異性的空間離子電荷大量地產(chǎn)生和動(dòng)態(tài)性的彌漫在本消雷裝置附近空間，又由于雷云電場(chǎng)的施感作用使得本裝置所有陣列尖端上產(chǎn)生大量的空間離子電荷，從而在下行雷電先導(dǎo)首端必然不斷地進(jìn)行著異性電荷的中和作用，使得該下行先導(dǎo)首端的電場(chǎng)強(qiáng)度減弱，去游離作用加強(qiáng)而縮回消失掉或大大降低其電荷負(fù)載量而減輕其破壞作用。因此本消雷裝置必然能夠消除絕大部分下行雷電先導(dǎo)對(duì)被保護(hù)物的對(duì)地雷擊次數(shù)或大大減輕其受雷擊后的破壞程度。
4、由于本有源消雷保護(hù)裝置配備了適當(dāng)功率的直流電源或配備了采取過(guò)特殊措施的交流電源，從而能夠?qū)?50千安以上的強(qiáng)雷擊進(jìn)行人為地有源補(bǔ)充中和異性雷云電荷的外加強(qiáng)力措施，從而能夠取得更高的消雷可靠率以利保證主要發(fā)電廠、變電站、配電站、輸配電線路的安全供電。
5、對(duì)于難以防護(hù)的球行雷電能夠產(chǎn)生熱電子脈沖發(fā)射流誘導(dǎo)球形雷自身發(fā)生遠(yuǎn)距離爆炸而消失。因此，本有源消雷裝置能夠更大限度的減少雷擊地面物體的次數(shù)和強(qiáng)度，其保護(hù)范圍可大于12倍消雷針的平均安裝高度。
圖面說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例1，其中電暈針4的上部針尖為園錐形，錐角不大于7.5度，針桿為園柱形，直徑為0.003米至0.05米，針桿根部加工有陽(yáng)螺紋，針長(zhǎng)為0.1米至5.3米，螺紋長(zhǎng)為0.03米至0.09米。由1至181根上述電暈針4，用螺接的方法將其下部螺接于導(dǎo)體臺(tái)座3的上部均勻分布的螺孔內(nèi)，所有針尖處在同一高度的水平面內(nèi)(或同一形狀的任一曲面內(nèi))，上部導(dǎo)體臺(tái)座3的下部設(shè)有一個(gè)聯(lián)接管2(聯(lián)接管2可以用非導(dǎo)體材料制成亦可以用導(dǎo)體材料制成，視用途性質(zhì)而定)，聯(lián)接管2下端與電位針1的上部螺接，電位針1的外直徑為0.02米至0.09米，針桿長(zhǎng)為0.5米至6.189米，針桿兩端加工有長(zhǎng)度為0.05米至0.2米的陽(yáng)螺紋。
由上述電位針1、聯(lián)接管2、導(dǎo)體臺(tái)座3、電暈針4連接成本實(shí)用新型的一個(gè)單元結(jié)構(gòu)，可以單獨(dú)使用于一般的消雷裝置上，也可以將其按一定比例的等距離不同方向組合排列成多種陣列式消雷裝置，將電位針1下端分別固定在導(dǎo)體支座5上如圖1的陣列式消雷裝置，還可以組合排列成其他多種型式陣列式消雷裝置。
圖1的部件6是一個(gè)高強(qiáng)度的絕緣體，它的作用是將消雷陣列與安裝塔架絕緣隔開(kāi)，在經(jīng)過(guò)空氣間隙8和交流電源的高壓線圈串聯(lián)后與安裝塔體聯(lián)接牢固并經(jīng)引下線12可靠接地。
圖1中的空氣間隙9為保護(hù)交流電源的高壓線圈而設(shè)，11為交流電源變壓器，13為間隙支點(diǎn)，10為安裝消雷器的桿塔，7為懸掛電力線的金屬橫擔(dān)。
圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例的第二種結(jié)構(gòu)型式，其特點(diǎn)是將上述消雷針設(shè)計(jì)成輻射狀分布，使每個(gè)單元結(jié)構(gòu)的電暈針針尖分布在同一個(gè)球面上，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)的電位針固定在一個(gè)半球形籠架5上(或固定在一個(gè)半球形上)或其他形式的固定支架上，其結(jié)構(gòu)如圖2。在圖2中的支撐物是一座金屬型結(jié)構(gòu)的高大鐵塔7，而固定電暈針的部件3則是半園球形的導(dǎo)體臺(tái)座。
圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例的第三種結(jié)構(gòu)型式，其特點(diǎn)是將上述消雷針設(shè)計(jì)成互相平行的半園形多層結(jié)構(gòu)，其中所有的電暈針針尖處在同一直徑的半園柱面上，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)的電位針根部都固定在同一個(gè)導(dǎo)體固定支架5上，其整體結(jié)構(gòu)如圖3。
本實(shí)用新型的上述單元結(jié)構(gòu)的消雷針可以根據(jù)各種實(shí)施例的不同要求和保護(hù)性能設(shè)計(jì)成多種其他形狀的消雷保護(hù)裝置，可以是有源的，也可以是無(wú)源的，視被保護(hù)設(shè)備的不同技術(shù)要求，將有源消雷保護(hù)裝置與無(wú)源消雷保護(hù)裝置交替使用，互補(bǔ)尤缺點(diǎn)必然會(huì)得到最佳的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求1.一種電力系統(tǒng)有源消雷保護(hù)裝置，其特征在于它由電位針1、聯(lián)接管2、導(dǎo)體臺(tái)座3、電暈針4、絕緣體6、空氣間隙8，9和交流電源發(fā)生器及其附件11或直流電源發(fā)生器及其附件和接地引下線12，構(gòu)成本裝置的一個(gè)單元結(jié)構(gòu)，稱之為消雷針系統(tǒng)；上述電暈針頂部為園錐形，錐角不大于7.5度，針體根部有螺紋，由1至181根導(dǎo)體電暈針成輻射狀分布，或其他形狀排列安裝在上述導(dǎo)體臺(tái)座3的上半體面而成為各單元結(jié)構(gòu)的；即電暈針4根部螺紋與導(dǎo)體臺(tái)座3的上半體面上的均勻分部的螺孔相聯(lián)接使得上述一組電暈針4尖部處在同一個(gè)球面上或半球面上或園柱面上或半園柱面上或同一個(gè)平面上，或同一個(gè)任意曲率的曲面上，上述導(dǎo)體臺(tái)座3的下部安裝有非導(dǎo)體材料制成的聯(lián)接管2，聯(lián)接管2內(nèi)部裝配有若干個(gè)滿足一定技術(shù)條件的半導(dǎo)體元件及附件，聯(lián)接管2下端螺接有電位針1，電位針1下端也有螺紋可螺接在一個(gè)整體導(dǎo)體支架5的均勻分布的螺孔內(nèi)或許多短的螺桿上或均勻分布的焊接在整體支架上。
2.如權(quán)利要求1所述的消雷裝置，其特征在于消雷針系統(tǒng)的1至156根電位針1可按等距離任意方向排列成一行或多行與相當(dāng)數(shù)量的電暈針4一起固定在整體支架上。
3.如權(quán)利要求1所述的消雷裝置，其特征在于消雷針系統(tǒng)的1至156根電位針1與相應(yīng)數(shù)量的電暈針4一起可以呈輻射狀結(jié)構(gòu)組合排列成球面形或半球面形或柱面形或半柱面形或園形或半園形或部分園形等多種形狀的結(jié)構(gòu)消雷裝置固定在導(dǎo)體整體支架上以提供不同防雷技術(shù)精度要求者隨意選用。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種現(xiàn)代化電力系統(tǒng)的重要樞紐變電站，大型發(fā)電廠，超高壓及以上輸電線路等防雷專用的有源消雷保護(hù)裝置，一組由電位針，聯(lián)接管，導(dǎo)體臺(tái)座電暈針，空氣間隙，交流電源發(fā)生器等部件構(gòu)成的消雷針的單元結(jié)構(gòu)可以是空間陣列式或多種幾何圖形狀的導(dǎo)體尖端陣列，并固定在整體支架上。本裝置較傳統(tǒng)的避雷針及其它消雷裝置有如下優(yōu)點(diǎn)消雷效率最高，消雷可靠性最大，特別是對(duì)自然界的球形雷有遠(yuǎn)距離引發(fā)爆炸的作用。
文檔編號(hào)H01T19/00GK2168358SQ93218860
公開(kāi)日1994年6月8日 申請(qǐng)日期1993年7月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月19日
發(fā)明者錢(qián)若泉 申請(qǐng)人:錢(qián)若泉